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第1章 EMC设计与测试基本概念1

1.1 什么是EMC和EMC设计1

1.2 产品的EMC性能是设计赋予的4

1.3 EMC也是常规设计准则的例外情况5

1.4 EMC测试是EMC设计的重要依据6

1.4.1 辐射发射测试7

1.4.2 传导骚扰测试10

1.4.3 静电放电抗扰度测试13

1.4.4 射频辐射电磁场的抗扰度测试17

1.4.5 电快速瞬变脉冲群的抗扰度测试22

1.4.6 浪涌的抗扰度测试30

1.4.7 传导抗扰度测试38

1.4.8 电压跌落、短时中断和电压渐变的抗扰度测试42

1.5 EMC理论基础45

1.5.1 EMC相关的基本单位45

1.5.2 时域与频域46

1.5.3 电磁骚扰单位分贝（dB）的概念48

1.5.4 正确理解分贝的真正含义49

1.5.5 电场与磁场51

1.5.6 电路基本元器件及其基本特性52

第2章 共模电流对产品EMC设计的重要性56

2.1 产品电路中的共模和差模信号56

2.2 产品EMC分析典型测试及其共模干扰电流59

2.2.1 典型EMC测试（电快速瞬变脉冲群）波形分析59

2.2.2 以共模性质施加在产品上的电快速瞬变脉冲群干扰62

2.3 典型共模干扰电流的干扰分析及在产品内部传输的机理63

2.4 产品的机械结构构架EMC分析方法65

2.4.1 产品的机械结构构架决定共模电流路径65

2.4.2 电快速瞬变脉冲群测试中的共模电流与产品的机械结构构架70

2.4.3 实例分析79

2.5 电路受共模电流干扰的机理82

2.6 数字电路的噪声承受能力分析85

2.7 EMI意义上的共模电流93

2.7.1 传导骚扰与共模电流94

2.7.2 辐射发射与共模电流95

2.7.3 产生共模电流辐射的条件103

2.8 产品设计中EMI的共模电流与抗扰度的共模电流并不矛盾103

2.8.1 接口电路良好接地泄放共模干扰电流与降低共模辐射并不矛盾103

2.8.2 屏蔽电缆良好的接地对于提高抗干扰能力与降低辐射并不矛盾105

2.8.3 从抗扰度角度设计的良好的构架对于提高抗干扰能力与降低辐射并不矛盾106

2.8.4 接口上滤波和隔离可以抑制外界干扰的共模电流也可以抑制产品内部产生的共模辐射107

2.8.5 结论107

2.9 相关案例分析108

第3章 电缆、连接器的应用及EMC分析方法113

3.1 EMC测试与连接器、电缆113

3.2 EMC设计分析与电缆114

3.2.1 EMI设计分析从连接器电缆开始114

3.2.2 电缆引入的的EMC抗扰度问题121

3.2.3 关注电缆的固有电阻、电容、电感对EMC的影响122

3.3 电缆、连接器的设计与EMC分析方法123

3.3.1 电缆／连接器在产品中的位置决定共模电流的流向与大小123

3.3.2 敏感电路、EMI骚扰源的位置和产品中共模电流的流向124

3.3.3 电缆／连接器中共模电流的抑制127

3.3.4 接口电路中的滤波、抑制方法135

3.4 产品内部的互连电缆设计与EMC分析方法138

3.4.1 产品内部连接器与EMI138

3.4.2 产品内部连接器与EMS143

3.4.3 互连电缆中的串扰分析方法144

第4章 产品接地、隔离、浮地的EMC设计与分析方法146

4.1 产品接地设计与EMC分析方法146

4.1.1 什么是接地与浮地146

4.1.2 接地是改变共模电流方向的重要因素147

4.2 隔离技术在EMC中的实质148

4.2.1 变压器隔离在EMC中的实质149

4.2.2 光电耦合器隔离在EMC中的实质157

4.2.3 继电器隔离在EMC中的实质163

4.2.4 使用共模扼流圈（共模电感）在EMC中的实质164

4.3 浮地产品的EMC设计与分析方法167

4.4 相关案例分析172

4.4.1 案例1172

4.4.2 案例2177

4.4.3 案例3179

第5章 印制线、地平面、金属板的阻抗及其EMC分析方法184

5.1 什么是阻抗184

5.1.1 阻抗与特性阻抗184

5.1.2 阻抗的意义185

5.2 阻抗在实际PCB中的体现方式187

5.3 PCB中地平面的设计与分析方法189

5.3.1 地平面阻抗及完整地平面的意义与设计方法190

5.3.2 过孔、裂缝及其对地平面阻抗的影响194

5.3.3 PCB中的过孔设计技巧202

5.4 PCB中印制线的EMC设计与阻抗分析方法202

5.5 导线的EMC设计与阻抗分析方法205

5.6 金属板的阻抗分析方法及在EMC设计中的应用207

5.7 连接器对阻抗的影响及EMC设计分析方法208

5.8 相关案例分析209

第6章 滤波、去耦、旁路的设计与EMC分析方法216

6.1 电容器的EMC分析216

6.1.1 电容器的自谐振216

6.1.2 电容器的并联220

6.1.3 X电容和Y电容222

6.2 RC电路222

6.2.1 RC微分电路223

6.2.2 RC耦合电路224

6.2.3 RC积分电路225

6.3 再谈LC电路228

6.4 滤波器和滤波电路的设计分析229

6.4.1 什么是滤波器和滤波电路229

6.4.2 滤波效果与阻抗231

6.4.3 电源滤波器232

6.4.4 信号接口滤波器的设计方法234

6.5 常用信号接口电路的滤波器或滤波电路设计238

6.5.1 鼠标和键盘PS/2端口滤波设计238

6.5.2 RS232接口电路的滤波设计239

6.5.3 RS422和RS485接口的滤波设计240

6.5.4 E1/T1接口电路的EMC设计240

6.5.5 以太网接口电路的EMC设计方法242

6.5.6 USB接口电路的EMC设计245

6.6 滤波器或滤波电路的安装与放置249

6.7 滤波器与共模电流253

6.8 PCB中的去耦设计方法253

6.8.1 去耦的实质253

6.8.2 去耦电容的选择方法255

6.8.3 去耦电容的安装方式与PCB设计257

6.9 电容旁路的设计方法258

第7章 产品中的串扰防止设计与EMC分析方法259

7.1 串扰对产品整体EMC性能的影响259

7.2 产品中的串扰是如何发生的259

7.3 串扰模型分析261

7.3.1 容性串扰261

7.3.2 感性串扰269

7.4 产品中串扰的防止方法271

7.4.1 哪些信号之间需要考虑串扰问题271

7.4.2 防止串扰的设计技术273

7.4.3 3W原则的实质274

7.4.4 屏蔽地线（包地）对特性阻抗的影响277

7.5 串扰案例分析279

第8章 方法论之产品EMC设计风险评估（分析）法282

8.1 EMC设计技术与管理的发展与现状282

8.2 产品的EMC测试计划制定285

8.2.1 测试计划的必要性285

8.2.2 测试计划的内容285

8.3 产品机械结构构架设计的EMC风险评估（分析）287

8.3.1 产品机械结构构架设计的EMC风险评估（分析）原理287

8.3.2 产品相关的EMC重要描述288

8.3.3 估算共模电流和干扰压降290

8.3.4 产品的系统接地与浮地分析292

8.3.5 局部接地、隔离与浮地分析293

8.3.6 产品系统接地方式分析293

8.3.7 工作地和大地（保护地或机壳地）之间的连接点的位置（直接或通过Y电容接）分析293

8.3.8 金属板的应用情况、形状及其分析294

8.3.9 输入／输出端口连接器在产品中或在电路板中的位置分析295

8.3.10 印制电路板之间的互连、互连线和连接器处理分析296

8.3.11 屏蔽需求分析296

8.3.12 屏蔽体的设计方式分析297

8.3.13 电缆类型及屏蔽电缆屏蔽层的连接方式分析297

8.3.14 开关电源中开关管上的散热器的处理分析297

8.3.15 传导骚扰与辐射发射措施的额外描述298

8.3.16 产品抗ESD干扰措施的描述298

8.3.17 其他EMC方面的考虑299

8.4 单板设计的EMC风险评估（分析）299

8.5 电路原理图设计的EMC风险评估（分析）299

8.5.1 电路原理图设计的EMC风险评估（分析）原理299

8.5.2 电路原理图描述301

8.5.3 电路原理图进行EMC描述301

8.5.4 电路原理图的滤波分析303

8.5.5 地及地平面分析304

8.5.6 高速线的EMC分析及处理306

8.5.7 敏感信号线的EMC分析及处理306

8.5.8 指出并确认未使用元器件及悬空信号线并对其进行EMC处理307

8.6 PCB布局布线的建议307

8.6.1 PCB布局布线的建议的意义307

8.6.2 PCB层数及各层的分配建议308

8.6.3 GND、AGND等地平面及VCC等电源平面在PCB层中的位置310

8.6.4 指出敏感元器件在PCB中放置的相对位置311

8.6.5 滤波电容等滤波器件在PCB中的相对放置311

8.6.6 GND地平面的设计312

8.6.7 模拟地AGND地平面的设计312

8.6.8 VCC电源平面的设计312

8.6.9 串扰防止的处理方式312

8.6.10 特殊信号线（如时钟信号线、高速信号线、敏感信号线等）的处理方式313

8.6.11 PCB中空置区域的处理313

8.6.12 其他建议313

8.6.13 PCB布局布线示意图313

8.7 PCB设计审查与EMC风险评估（分析）315

8.7.1 PCB设计审查的意义和任务315

8.7.2 地平面完整性及其阻抗审查315

8.7.3 串扰审查316

8.7.4 去耦—旁路电容和滤波电容的审查316

8.7.5 PCB布局布线文件317

8.8 如何将产品EMC设计风险评估（分析）法融入到企业产品开发流程中319

8.8.1 EMC与产品研发成本319

8.8.2 产品EMC设计风险评估（分析）法融入产品开发流程319

8.9 产品EMC分析之辅助仿真工具321

8.9.1 辅助仿真工具Simlab之PCBMod322

8.9.2 辅助仿真工具Simlab之CableMod326

8.9.3 PCBMod和CableMod联合实现完整产品的EMC仿真329

8.10 产品EMC设计风险评估（分析）法Simlab仿真实例331

8.11 产品EMC设计风险评估（分析）法之应用实例338

8.11.1 概述338

8.11.2 产品机械结构构架设计的EMC风险评估（分析）实例338

8.11.3 单板设计的EMC风险评估（分析）实例344

8.11.4 电路原理图设计的EMC风险评估（分析）实例344

8.11.5 PCB设计审查与EMC风险评估（分析）实例352

8.11.6 PCB设计审查实例355

第9章 产品的防雷击浪涌、ESD和差模EMC问题设计与分析362

9.1 产品的防雷与防浪涌362

9.1.1 雷击与浪涌362

9.1.2 常用测试波形的允许容差364

9.1.3 防雷电路中的元器件365

9.1.4 交流电源口防雷电路和防浪涌电路的设计377

9.1.5 直流电源口防雷电路和防浪涌电路的设计379

9.1.6 信号口防雷和浪涌保护电路设计381

9.1.7 电源防雷器的安装383

9.1.8 信号防雷器的接地385

9.2 EMC中的差模干扰与骚扰386

9.2.1 什么是差模386

9.2.2 接口电路中的差模干扰与骚扰386

9.2.3 PCB电路中的差模干扰与骚扰387

9.2.4 解决电路中的差模干扰与骚扰的方法392

9.3 产品防ESD设计与分析方法392

9.3.1 ESD干扰产生的机理392

9.3.2 绝缘外壳设备的防ESD设计方法393

9.3.3 金属外壳设备的防ESD设计方法394

9.3.4 通过良好的搭接与接地防止ESD394

9.3.5 通过PCB布局布线防止ESD产生的电磁场感应395

9.3.6 I/O端口的ESD防护396

参考文献398